特開 2024-143658 レーザ装置およびその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024143658

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】レーザ装置およびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/0687 20060101AFI20241003BHJP

   H01S 5/40 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H01S5/0687

H01S5/40

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023056436

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金堂 晃久

(72)【発明者】

【氏名】上村 和孝

(72)【発明者】

【氏名】木村 賢宜

(72)【発明者】

【氏名】征矢 直記

(72)【発明者】

【氏名】石川 慶

【テーマコード（参考）】

5F173

【Ｆターム（参考）】

5F173SA06

5F173SA26

5F173SA27

5F173SA32

5F173SE01

5F173SF03

5F173SF33

5F173SF42

(57)【要約】

【課題】互いに周波数が異なる複数のレーザ光を出力するレーザ装置において、発振周波数を制御するために適するレーザ装置およびその制御方法を提供すること。
【解決手段】レーザ装置は、レーザ発振周波数が互いに異なる複数の波長可変レーザと、入力する光の周波数に対して透過率または反射率が周期的に変化し、かつ互いに異なる周波数特性を有する複数の周波数フィルタと、前記複数の周波数フィルタのそれぞれに、前記複数の波長可変レーザのそれぞれから出力されたレーザ光を入力させる共通入力ポートと、前記共通入力ポートに入力させる前記レーザ光を切り替える切替部と、を備え、前記複数の周波数フィルタの周波数特性が経時的にまたは外的要因によって変化する場合は、周波数特性を表すカーブが、２次元グラフ上で同じ方向に変化する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ発振周波数が互いに異なる複数の波長可変レーザと、
入力する光の周波数に対して透過率または反射率が周期的に変化し、かつ互いに異なる周波数特性を有する複数の周波数フィルタと、
前記複数の周波数フィルタのそれぞれに、前記複数の波長可変レーザのそれぞれから出力されたレーザ光を入力させる共通入力ポートと、
前記共通入力ポートに入力させる前記レーザ光を切り替える切替部と、
を備え、
前記複数の周波数フィルタの周波数特性が経時的にまたは外的要因によって変化する場合は、周波数特性を表すカーブが、２次元グラフ上で同じ方向に変化する
レーザ装置。

【請求項2】

前記複数の周波数フィルタは一体に構成されている
請求項１に記載のレーザ装置。

【請求項3】

前記複数の周波数フィルタは同一基板上に搭載されている
請求項１に記載のレーザ装置。

【請求項4】

前記複数の周波数フィルタは同一の温度調整素子上に搭載されている
請求項１に記載のレーザ装置。

【請求項5】

前記複数の周波数フィルタは平面光波回路で構成されている
請求項１に記載のレーザ装置。

【請求項6】

前記レーザ光のそれぞれが前記複数の周波数フィルタを透過または反射した後の第１強度を検出する複数の光検出部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記レーザ光のそれぞれの周波数の制御目標となる目標周波数を取得し、
前記レーザ光のそれぞれの強度に対する前記第１強度のそれぞれの比を取得し、
前記それぞれの比を前記レーザ光のそれぞれの周波数に相当するモニタ値として設定し、
前記目標周波数に相当する目標値を取得し、
前記目標値と前記モニタ値との差の絶対値が小さくなるように前記波長可変レーザのそれぞれを制御する
請求項１に記載のレーザ装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一つに記載のレーザ装置の制御方法であって、
制御部は、いずれの前記周波数フィルタにおいても、入力される前記レーザ光が、一つの前記波長可変レーザからのレーザ光のみとなるタイミングが存在するように、前記切替部の切替を制御し、前記タイミングで入力された前記レーザ光に基づいて、当該レーザ光を出力した波長可変レーザを制御する
レーザ装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ装置およびその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

マルチキャリア伝送用の光源として、互いに周波数が異なる複数のレーザ光を出力するレーザ装置が求められている。この種のレーザ装置では、レーザ光同士の相対的な周波数間隔の精度が高いことが望ましい。周波数間隔を高精度に保つには、複数のレーザ光の各周波数を共通の周波数モニタ部にてモニタし、各周波数を制御することが好ましい。なぜならば、複数のレーザ光の周波数を個別の周波数モニタ部でモニタし、制御する場合、周波数モニタ部の周波数特性が経時的にまたは外的要因によって変化すると、当該変化は周波数モニタ部ごとに独立に起こる場合があるためである。

【0003】

光源の発振波長を管理する装置としては、特許文献１に開示される装置が知られている。特許文献１に開示される装置では、複数のレーザ光の周波数（波長）を共通のモニタ部でモニタしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－６０２９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示される装置は、互いに周波数が異なる複数のレーザ光を出力するレーザ装置において、発振周波数を制御するためには改善の余地がある。たとえば、特許文献１に開示される装置では、透過率および反射率が波長依存性を有する光波長フィルタを一つだけ備えるので、波長の変化に対する透過率または反射率の変化が小さい波長帯（不感帯とも呼ばれる）が存在する。このような不感帯では制御の精度が低下する。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、互いに周波数が異なる複数のレーザ光を出力するレーザ装置において、発振周波数を制御するために適するレーザ装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様は、レーザ発振周波数が互いに異なる複数の波長可変レーザと、入力する光の周波数に対して透過率または反射率が周期的に変化し、かつ互いに異なる周波数特性を有する複数の周波数フィルタと、前記複数の周波数フィルタのそれぞれに、前記複数の波長可変レーザのそれぞれから出力されたレーザ光を入力させる共通入力ポートと、前記共通入力ポートに入力させる前記レーザ光を切り替える切替部と、を備え、前記複数の周波数フィルタの周波数特性が経時的にまたは外的要因によって変化する場合は、周波数特性を表すカーブが、２次元グラフ上で同じ方向に変化するレーザ装置である。

【0008】

前記複数の周波数フィルタは一体に構成されているものでもよい。

【0009】

前記複数の周波数フィルタは同一基板上に搭載されているものでもよい。

【0010】

前記複数の周波数フィルタは同一の温度調整素子上に搭載されているものでもよい。

【0011】

前記複数の周波数フィルタは平面光波回路で構成されているものでもよい。

【0012】

前記レーザ光のそれぞれが前記複数の周波数フィルタを透過または反射した後の第１強度を検出する複数の光検出部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記レーザ光のそれぞれの周波数の制御目標となる目標周波数を取得し、前記レーザ光のそれぞれの強度に対する前記第１強度のそれぞれの比を取得し、前記それぞれの比を前記レーザ光のそれぞれの周波数に相当するモニタ値として設定し、前記目標周波数に相当する目標値を取得し、前記目標値と前記モニタ値との差の絶対値が小さくなるように前記波長可変レーザのそれぞれを制御するものでもよい。

【0013】

本発明の一態様は、前記レーザ装置の制御方法であって、制御部は、いずれの前記周波数フィルタにおいても、入力される前記レーザ光が、一つの前記波長可変レーザからのレーザ光のみとなるタイミングが存在するように、前記切替部の切替を制御し、前記タイミングで入力された前記レーザ光に基づいて、当該レーザ光を出力した波長可変レーザを制御するレーザ装置の制御方法である。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、互いに周波数が異なる複数のレーザ光を出力するレーザ装置において、発振周波数を制御するために適するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、実施形態１に係るレーザ装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、周波数弁別カーブを示す図である。

【図3】図３は、周波数弁別カーブの変化の例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態２に係るレーザ装置の構成を示す図である。

【図5】図５は、実施形態３に係るレーザ装置の構成を示す図である。

【図6】図６は、周波数フィルタ部の別の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には適宜同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0017】

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るレーザ装置の構成を示す図である。レーザ装置１００は、複数の波長可変レーザ１、２、３と、光合波器４と、光スイッチ５と、周波数フィルタ部６と、ＰＤ（Photo Diode）ユニット７と、制御部であるコントローラ８と、を備えている。周波数フィルタ部６とＰＤユニット７とは周波数モニタ部９を構成している。レーザ装置１００は、さらに、光スイッチ５と周波数フィルタ部６とＰＤユニット７とを収容する筐体１０と、波長可変レーザ１、２、３をそれぞれ収容する筐体１１、１２、１３と、を備えている。

【0018】

波長可変レーザ１、２、３は、コントローラ８からの制御信号によってレーザ発振周波数（波長）を変更することができる。波長可変レーザ１、２、３は、互いにレーザ発振周波数が異なる。すなわち、波長可変レーザ１、２、３は、周波数が互いに異なるレーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３をそれぞれ出力する。

【0019】

また、波長可変レーザ１は、レーザ光Ｌ１１と周波数が同じであり、レーザ光Ｌ１１の強度と対応する強度を有するレーザ光Ｌ２１を出力する。同様に、波長可変レーザ２は、レーザ光Ｌ１２と周波数が同じでありレーザ光Ｌ１２の強度と対応する強度を有するレーザ光Ｌ２２を出力し、波長可変レーザ３は、レーザ光Ｌ１３と周波数が同じでありレーザ光Ｌ１３の強度と対応する強度を有するレーザ光Ｌ２３を出力する。レーザ光Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３は、たとえばレーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３の一部を光分岐器で取り出したレーザ光や、波長可変レーザ１、２、３のレーザ共振器から漏れ出したレーザ光である。光分岐器としては、ビームサンプラー、ビームスプリッタ、多モード干渉（ＭＭＩ）カプラなどを利用できる。

【0020】

波長可変レーザ１、２、３は、たとえば、特開２０２１－１２９０１５号公報などに開示された公知のバーニア型の波長可変レーザであるが、特に限定はされず、分布帰還型（ＤＦＢ）レーザを用いた波長可変レーザでもよい。

【0021】

光合波器４は、レーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３を合波してレーザ光Ｌ１０として出力する。光合波器４は、たとえばＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）を含んで構成されている。

【0022】

切替部である光スイッチ５は、コントローラ８からの制御信号によって、レーザ光Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３から選択された一つを、レーザ光Ｌ３として周波数フィルタ部６に出力する。

【0023】

周波数フィルタ部６は、平面光波回路（Planar Lightwave Circuit）で構成されており、光分岐部６１と、光導波路６２と、リング共振器型光フィルタである周波数フィルタ６３ａを有する光導波路６３と、リング共振器型光フィルタである周波数フィルタ６４ａを有する光導波路６４と、を備える。周波数フィルタ６３ａ、６４ａは、複数の周波数フィルタの一例である。

【0024】

光分岐部６１は、入力したレーザ光Ｌ３を３つのレーザ光Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６に分岐する。光導波路６２は、レーザ光Ｌ４をＰＤユニットにおける後述するＰＤ（Photo Diode）７３に導波する。光導波路６３は、レーザ光Ｌ５をＰＤユニット７における後述するＰＤ７１に導波する。光導波路６４は、レーザ光Ｌ６をＰＤユニット７における後述するＰＤ７２に導波する。

【0025】

このように、光分岐部６１は、周波数フィルタ６３ａ、６３ｂのそれぞれに、波長可変レーザ１、２、３のそれぞれから出力されたレーザ光Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３を入力させる共通入力ポートとして機能する。

【0026】

ここで、周波数フィルタ６３ａは、入力する光の周波数に対して透過率が周期的に変化する透過特性を有し、レーザ光Ｌ５をレーザ光Ｌ５の周波数に応じた透過率で透過する。そして、周波数フィルタ６３ａを透過したレーザ光Ｌ５は、ＰＤ７１に入力する。すなわち、周波数フィルタ６３ａは、導波路型の周波数フィルタである。

【0027】

同様に、周波数フィルタ６４ａは、入力する光の周波数に対して透過率が周期的に変化する透過特性を有し、レーザ光Ｌ６をレーザ光Ｌ６の周波数に応じた透過率で透過する。そして、周波数フィルタ６４ａを透過したレーザ光Ｌ６は、ＰＤ７２に入力する。

【0028】

周波数フィルタ６３ａ、６４ａとは、互いに異なる周波数特性を有する。たとえば、周波数フィルタ６３ａ、６４ａは、透過特性が互いに同じ周期であるが、位相が相対的にずれている。ただし、周波数フィルタ６３ａ、６４ａの透過特性は互いに異なる周期であってもよい。また、周波数フィルタ６３ａ、６４ａは、周波数フィルタ部６のＰＬＣ中に一体に構成されたものであり、かつ同一のＰＬＣ基板上に搭載されたものである。このように、周波数フィルタ６３ａ、６４ａをＰＬＣ中に一体に構成することで、２つの周波数フィルタを個別に構成した場合のように光学的なアラインメントを個別に行うという手間が不要になる。

【0029】

ＰＤユニット７は、複数の光検出部であるＰＤ７１、７２、７３を備える。ＰＤ７３は、レーザ光Ｌ４を受光し、当該レーザ光Ｌ４の強度に応じた電気信号をコントローラ８に出力する。ＰＤ７１は、周波数フィルタ６３ａを透過したレーザ光Ｌ５を受光して、レーザ光Ｌ５が周波数フィルタ６３ａを透過した後の第１強度を検出し、当該レーザ光Ｌ５の強度に応じた電気信号をコントローラ８に出力する。ＰＤ７２は、周波数フィルタ６４ａを透過したレーザ光Ｌ６を受光して、レーザ光Ｌ６が周波数フィルタ６４ａを透過した後の第１強度を検出し、当該レーザ光Ｌ６の強度に応じた電気信号をコントローラ８に出力する。そして、ＰＤ７１、７２、７３からそれぞれ出力された電気信号は、コントローラ８による周波数ロック制御（波長可変レーザ１、２、３から出力されるレーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３のそれぞれの周波数を目標周波数にするための制御）に用いられる。

【0030】

コントローラ８は、プロセッサとメモリとを備えるマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）を主体として構成されている。プロセッサは、コントローラ８が実行する制御のための各種演算処理を行うものである。メモリは、プロセッサが演算処理を行うために使用する各種プログラムやデータ等が格納されたり、プロセッサが演算処理を行う際の作業スペースや演算処理の結果等を記憶する等のために使用されたりする。コントローラ８の制御機能は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することによって実現される。

【0031】

コントローラ８の機能について具体的に説明する。コントローラ８は、光スイッチ５を制御する。これにより、光スイッチ５は、レーザ光Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３のうち、周波数フィルタ部６の光分岐部６１（共通入力ポート）に入力させるレーザ光（レーザ光Ｌ３）を切り替える。

【0032】

コントローラ８は、いずれの周波数フィルタ６３ａ、６４ａにおいても、入力されるレーザ光Ｌ３が、一つの波長可変レーザからのレーザ光のみとなるタイミングが存在するように、光スイッチ５の切替を制御する。すなわち、たとえば或るタイミングでは、周波数フィルタ６３ａ、６４ａに入力されるレーザ光Ｌ３は、波長可変レーザ１からのレーザ光Ｌ２１である。別のタイミングでは、周波数フィルタ６３ａ、６４ａに入力されるレーザ光Ｌ３は、波長可変レーザ２からのレーザ光Ｌ２２である。さらに別のタイミングでは、周波数フィルタ６３ａ、６４ａに入力されるレーザ光Ｌ３は、波長可変レーザ３からのレーザ光Ｌ２３である。

【0033】

周波数フィルタ６３ａ、６４ａに入力されるレーザ光Ｌ３が波長可変レーザ１からのレーザ光Ｌ２１であるタイミングの場合について説明する。コントローラ８は、このタイミングでは、レーザ光Ｌ２１に基づいて、当該レーザ光Ｌ２１を出力した波長可変レーザ１を制御する。

【0034】

レーザ光Ｌ２１に基づく波長可変レーザ１の制御は、周波数ロック制御とも呼ばれ、以下のように行なわれる。
まず、コントローラ８は、たとえば上位の制御装置からの指示により、波長可変レーザ１のレーザ光Ｌ１１の周波数の制御における目標値として目標周波数を取得して設定する。

【0035】

つづいて、コントローラ８は、設定された目標周波数を取得し、目標周波数に基づいて、第１周波数弁別カーブおよび第２周波数弁別カーブのいずれか一つを選択する。第１周波数弁別カーブは、周波数フィルタ６３ａの透過特性に相当する。第２周波数弁別カーブは、周波数フィルタ６４ａの透過特性に相当する。第１周波数弁別カーブおよび第２周波数弁別カーブはたとえはメモリに記憶されている。

【0036】

図２は、振幅値が０から１の間で変化するように規格化した第１周波数弁別カーブＣ１、第２周波数弁別カーブＣ２を示す図である。横軸は周波数であり、或る周波数を基準として弁別カーブの半周期で規格化したものである。縦軸はＰＤ比である。ここで、ＰＤ比とは、第１周波数弁別カーブＣ１については、ＰＤ７３から入力された電流値に対するＰＤ７１から入力された電流値の比に相当し、第２周波数弁別カーブＣ２については、ＰＤ７３から入力された電流値に対するＰＤ７２から入力された電流値の比に相当する。なお、図２では第１周波数弁別カーブＣ１と第２周波数弁別カーブＣ２との位相ずれをπ／２に設定している。

【0037】

レーザ光Ｌ２１の目標周波数が図２における－１に相当するとして説明する。コントローラ８は、その周波数にて周波数に対する比の変化率がより大きい第２周波数弁別カーブＣ２を選択する。

【0038】

つづいて、コントローラ８は、目標周波数を、選択した周波数弁別カーブに当てはめることによって、目標周波数に相当する目標値を取得する。たとえば、図２を参照すると、目標周波数が－１の場合は、第２周波数弁別カーブＣ２の点Ｐ１に当てはめて、点Ｐ１の縦軸の値に相当する目標値（０．５）を取得する。

【0039】

つづいて、コントローラ８は、ＰＤ７３が検出した光強度に対するＰＤ７１が検出した光強度の比を取得し、レーザ光Ｌ２１の周波数に相当するモニタ値として設定する。ＰＤ７３が検出した光強度に対するＰＤ７１が検出した光強度の比は、レーザ光Ｌ２１の強度に対する第１強度の比に相当する。

【0040】

つづいて、コントローラ８は、目標値とモニタ値との差の絶対値を算出して取得し、差の絶対値が小さくなるように波長可変レーザ１をフィードバック制御する。

【0041】

周波数フィルタ６３ａ、６４ａに入力されるレーザ光Ｌ３が波長可変レーザ２からのレーザ光Ｌ２２であるタイミングの場合も同様に、コントローラ８は、このタイミングでは、レーザ光Ｌ２２に基づいて、当該レーザ光Ｌ２２を出力した波長可変レーザ２を周波数ロック制御する。なお、レーザ光Ｌ２２の目標周波数が図２における－０．５に相当するとすると、コントローラ８は、その周波数にて周波数に対する比の変化率がより大きい第１周波数弁別カーブＣ１を選択する。そして、コントローラ８は、目標周波数を、選択した第１周波数弁別カーブＣ１の点Ｐ２に当てはめることによって、点Ｐ２の縦軸の値に相当する目標値（０．５）を取得する。

【0042】

周波数フィルタ６３ａ、６４ａに入力されるレーザ光Ｌ３が波長可変レーザ３からのレーザ光Ｌ２３であるタイミングの場合も同様に、コントローラ８は、このタイミングでは、レーザ光Ｌ２３に基づいて、当該レーザ光Ｌ２３を出力した波長可変レーザ３を周波数ロック制御する。なお、レーザ光Ｌ２３の目標周波数が図２における０に相当するとすると、コントローラ８は、その周波数にて周波数に対する比の変化率がより大きい第２周波数弁別カーブＣ２を選択する。そして、コントローラ８は、目標周波数を、選択した第２周波数弁別カーブＣ２の点Ｐ３に当てはめることによって、点Ｐ３の縦軸の値に相当する目標値（０．５）を取得する。

【0043】

このように構成されたレーザ装置１００では、互いに異なる周波数特性を有する周波数フィルタ６３ａ、６４ａを備えることによって、制御目標の周波数が不感帯と意図せずに重なってしまうことが抑制されるので、複数のレーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３の周波数の制御精度の低下を抑制できる。

【0044】

さらに、レーザ装置１００では、周波数フィルタ６３ａ、６４ａが一体に構成され、かつ同一基板上に搭載されていることによって、周波数フィルタ６３ａ、６４ａの周波数特性が経時的にまたは外的要因によって変化する場合は、周波数特性を表すカーブが、２次元グラフ上で同じ方向に変化する。ここで、経時的な変化とはたとえば経年劣化などであり、外的要因による変化とは環境温度による変化などである。

【0045】

図３は、周波数弁別カーブの変化の例を示す図である。図３に示す２次元グラフにおいて、第１周波数弁別カーブＣ１は周波数フィルタ６３ａの周波数特性を表し、第２周波数弁別カーブＣ２は周波数フィルタ６４ａの周波数特性を表している。

【0046】

第１周波数弁別カーブＣ１、第２周波数弁別カーブＣ２が経時的にまたは外的要因によって変化する場合、第１周波数弁別カーブＣ１は第１周波数弁別カーブＣ１Ａのように変化し、第２周波数弁別カーブＣ２は第２周波数弁別カーブＣ２Ａのように変化する。このような変化は、周波数軸上で高周波数側にシフトするような変化であり、同じ方向への変化である。

【0047】

図３に示すように、第１周波数弁別カーブＣ１の或る極大点を極大点Ｐ１１、極大点Ｐ１１に対応する第１周波数弁別カーブＣ１Ａにおける極大点を極大点Ｐ１１Ａ、第２周波数弁別カーブＣ２の或る極大点を極大点Ｐ１２、極大点Ｐ１２に対応する第２周波数弁別カーブＣ２Ａにおける極大点を極大点Ｐ１２Ａ、第１周波数弁別カーブＣ１と第２周波数弁別カーブＣ２との交点を交点Ｐ１３、交点Ｐ１３に対応する第１周波数弁別カーブＣ１Ａと第２周波数弁別カーブＣ２Ａとの交点を交点Ｐ１３Ａとする。

【0048】

第１周波数弁別カーブＣ１と第２周波数弁別カーブＣ２とが、周波数フィルタ６３ａ、６４ａの周波数特性を表す２次元グラフ上で同じ方向に変化する場合、極大点Ｐ１１と極大点Ｐ１２と交点Ｐ１３との周波数的な関係は、変化後の極大点Ｐ１１Ａと極大点Ｐ１２Ａと交点Ｐ１３Ａとにおいても変わらない。特に、極大点Ｐ１１と極大点Ｐ１１Ａとの周波数差と、極大点Ｐ１２と極大点Ｐ１２Ａとの周波数差と、交点Ｐ１３と交点Ｐ１３Ａとの周波数差とが等しいことが好ましい。

【0049】

周波数フィルタ６３ａ、６４ａの周波数特性を表すカーブが２次元グラフ上で同じ方向に変化することによって、レーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３の相対的な周波数間隔の精度の低下が抑制される。

【0050】

（実施形態２）
図４は、実施形態２に係るレーザ装置の構成を示す図である。実施形態２に係るレーザ装置１００Ａの、実施形態１に係るレーザ装置１００との相違点は、コントローラ８の代わりに個別のコントローラ８１、８２、８３を備えている点、周波数モニタ部９と光スイッチ５とが別個の筐体１４、１５に収容されている点、スイッチ２１、２２、２３を備える点、および信号発生器３０を備える点、である。

【0051】

コントローラ８１、８２、８３は、それぞれ、波長可変レーザ１、２、３のそれぞれを個別に制御する。スイッチ２１は、ＰＤ７３からの電気信号をコントローラ８１、８２、８３のいずれかに出力する。スイッチ２２は、ＰＤ７１からの電気信号をコントローラ８１、８２、８３のいずれかに出力する。スイッチ２３は、ＰＤ７２からの電気信号をコントローラ８１、８２、８３のいずれかに出力する。

【0052】

信号発生器３０は、光スイッチ５、スイッチ２１、２２、２３、およびコントローラ８１、８２、８３に同期信号を出力する。これにより、光スイッチ５、スイッチ２１、２２、２３、およびコントローラ８１、８２、８３の動作のタイミングが所望のタイミングで行われる。

【0053】

すなわち、たとえば或るタイミングでは、周波数フィルタ６３ａ、６４ａに入力されるレーザ光Ｌ３は、波長可変レーザ１からのレーザ光Ｌ２１であり、スイッチ２１、２２、２３は、レーザ光Ｌ２１に基づく電流信号をコントローラ８１に出力し、コントローラ８１は、これらの電流信号に基づいて波長可変レーザ１を制御する。

【0054】

また、別のタイミングでは、周波数フィルタ６３ａ、６４ａに入力されるレーザ光Ｌ３は、波長可変レーザ２からのレーザ光Ｌ２２であり、スイッチ２１、２２、２３は、レーザ光Ｌ２２に基づく電流信号をコントローラ８２に出力し、コントローラ８２は、これらの電流信号に基づいて波長可変レーザ２を制御する。

【0055】

また、さらに別のタイミングでは、周波数フィルタ６３ａ、６４ａに入力されるレーザ光Ｌ３は、波長可変レーザ３からのレーザ光Ｌ２３であり、スイッチ２１、２２、２３は、レーザ光Ｌ２３に基づく電流信号をコントローラ８３に出力し、コントローラ８３は、これらの電流信号に基づいて波長可変レーザ３を制御する。

【0056】

このように構成されたレーザ装置１００Ａにおいても、互いに異なる周波数特性を有する周波数フィルタ６３ａ、６４ａを備えることによって、制御目標の周波数が不感帯と意図せずに重なってしまうことが抑制されるので、複数のレーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３の周波数の制御精度の低下を抑制できる。さらには、レーザ装置１００Ａにおいても、周波数フィルタ６３ａ、６４ａの周波数特性が経時的にまたは外的要因によって変化する場合は、周波数特性を表すカーブが、２次元グラフ上で同じ方向に変化する。これにより、レーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３の相対的な周波数間隔の精度の低下が抑制される。

【0057】

さらに、レーザ装置１００Ａでは、波長可変レーザ１、２、３が、それぞれ別個の筐体１１、１２、１３に収容されており、周波数モニタ部９と光スイッチ５とが別個の筐体１４、１５に収容されている。

【0058】

（実施形態３）
図５は、実施形態５に係るレーザ装置の構成を示す図である。実施形態５に係るレーザ装置１００Ｂの、実施形態１に係るレーザ装置１００との相違点は、波長可変レーザ１、２、３の代わりに波長可変レーザ１Ｂ、２Ｂ、３Ｂを備えている点、光スイッチ５の代わりに光合波器５Ｂを備えている点、ならびに、波長可変レーザ１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、光合波器４、光合波器５Ｂ、周波数モニタ部９、およびＰＤユニット７が一つの筐体１６に収容されている点、である。

【0059】

波長可変レーザ１Ｂ、２Ｂ、３Ｂは、それぞれ、切替部である光スイッチ１Ｂ１、２Ｂ１、３Ｂ１を備えている。光スイッチ１Ｂ１、２Ｂ１、３Ｂ１は、たとえば半導体光増幅器を含んで構成されている。半導体光増幅器は、順バイアス状態では入力された光を透過または増幅して出力し、逆バイアス状態では入力された光を吸収するように動作するので、光スイッチとして利用できる。光スイッチ１Ｂ１、２Ｂ１、３Ｂ１は、コントローラ８からの制御信号によって、レーザ光Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３から選択された一つを光合波器５Ｂに出力する。

【0060】

光合波器５Ｂは、たとえばＭＭＩカプラを含んで構成されており、入力されたレーザ光Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３のいずれか一つをレーザ光Ｌ３として周波数フィルタ部６に出力する。

【0061】

このように構成されたレーザ装置１００Ｂにおいても、レーザ装置１００、１００Ａと同様に、複数のレーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３の周波数の制御精度の低下を抑制でき、レーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３の相対的な周波数間隔の精度の低下が抑制される。

【0062】

さらに、レーザ装置１００Ｂでは、コントローラ８以外の要素が一つの筐体１６に収容されているので、小型であり、取り扱いやすい。さらに、光スイッチ１Ｂ１、２Ｂ１、３Ｂ１が半導体光増幅器を備えるので、半導体光増幅器によってレーザ光Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３を適度に光増幅できる。これにより、ＰＤ７１、７２、７３に入力されるレーザ光の強度を高くできるので、周波数モニタにおけるＳ／Ｎ比を向上させることができる。さらに、半導体光増幅器によってレーザ光Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３のうち遮断すべきレーザ光を吸収して確実に遮断できるので、モニタしたいレーザ光のみを確実に受光できるようになり、周波数モニタにおけるＳ／Ｎ比を向上させることができる。

【0063】

（周波数モニタ部の別の構成例）
上記実施形態では、平面光波回路で構成された周波数フィルタを用いているが、周波数フィルタはこれに限られない。

【0064】

図６は、周波数フィルタ部の別の構成例を示す図である。周波数フィルタ部６Ｃは、共通入力ポート６Ｃ１を有するプリズム６Ｃ２と、エタロンフィルタ６Ｃ３と、を備えている。

【0065】

プリズム６Ｃ２は、共通入力ポート６Ｃ１から入力されたレーザ光Ｌ３を３つのレーザ光Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６に分岐する。レーザ光Ｌ４はＰＤ７３に入力される。

【0066】

エタロンフィルタ６Ｃ３は、厚さが互いに異なる２つの部分を有している。これにより、エタロンフィルタ６Ｃ３は、入力する光の周波数に対して透過率が周期的に変化する透過特性を有し、かつ互いに異なる周波数特性を有する２つの周波数フィルタが一体に構成されたものとして機能する。レーザ光Ｌ５、Ｌ６は、それぞれ異なる周波数フィルタの部分を透過してＰＤ７１、７２に入力される。

【0067】

エタロンフィルタ６Ｃ３では、２つの周波数フィルタが一体に構成されていることによって、２つの周波数フィルタの周波数特性が経時的にまたは外的要因によって変化する場合は、周波数特性を表すカーブが、２次元グラフ上で同じ方向に変化する。

【0068】

周波数フィルタ部６Ｃは、実施形態１～３のレーザ装置１００、１００Ａ、１００Ｂのいずれにおいても、周波数フィルタ部６に置き換えることができる。

【0069】

なお、上記実施形態では、２つの周波数フィルタが一体化される、または同一基板上に搭載されることによって、２つの周波数フィルタの周波数特性が経時的にまたは外的要因によって変化する場合は、周波数特性を表すカーブが、２次元グラフ上で同じ方向に変化するが、このような同じ方向への変化は、他の構成によっても実現できる。たとえば、２つの周波数フィルタが同一の温度調整素子上に搭載されていたりする場合も、このような同じ方向への変化を実現することができる。また、２つの周波数フィルタが別体であっても、同一基板上に搭載されることによって、このような同じ方向への変化を実現することができる。

【0070】

また、上記実施形態では、レーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３を光合波器４で合波してレーザ光Ｌ１０として出力しているが、光合波器４を設けずにレーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３を別個に出力してもよい。

【0071】

また、上記実施形態では周波数フィルタは透過型であるが、反射型でもよい。反射型の周波数フィルタとしては、入力する光の周波数に対して反射率が周期的に変化し、かつ互いに異なる周波数特性を有する周波数フィルタを利用できる。

【0072】

また、上記実施形態では波長可変レーザの数は３であるが、複数であればこれに限定されず、２または４以上でもよい。

【0073】

また、上記実施形態において波長可変レーザ１、２、３のレーザ光Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３の出力側に光アイソレータを設けてもよい。

【0074】

また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0075】

１、２、３、１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ ：波長可変レーザ
１Ｂ１、２Ｂ１、３Ｂ１、５ ：光スイッチ
４、５Ｂ ：光合波器
６、６Ｃ ：周波数フィルタ部
６Ｃ１ ：共通入力ポート
６Ｃ２ ：プリズム
６Ｃ３ ：エタロンフィルタ
７ ：ＰＤユニット
８、８１、８２、８３ ：コントローラ
９ ：周波数モニタ部
１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６ ：筐体
２１、２２、２３ ：スイッチ
３０ ：信号発生器
６１ ：光分岐部
６２、６３、６４ ：光導波路
６３ａ、６４ａ ：周波数フィルタ
１００、１００Ａ、１００Ｂ ：レーザ装置
Ｃ１、Ｃ１Ａ ：第１周波数弁別カーブ
Ｃ２、Ｃ２Ａ ：第２周波数弁別カーブ
Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３ ：レーザ光
Ｐ１１、Ｐ１１Ａ、Ｐ１２、Ｐ１２Ａ ：極大点
Ｐ１３、Ｐ１３Ａ ：交点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】